Não é incomum vermos câmeras escondidas em animais robóticos quando estamos assistindo algum programa de sobrevivência, por exemplo, e já estamos quase cansados de saber que as empresas tem ampliado o portfólio de funções para drones com o passar dos dias. Mas, e se o drone fosse DE FATO um animal - e bastante realista, inclusive? É nesse conceito que a Festo Bionic vem trabalhando, ao que tudo indica.

Bionic Learning Network

Os dispositivos mencionados nessa publicação fazem parte da Bionic Learning Network da Festo, uma rede de pesquisa que liga a Festo a universidades, institutos, empresas de desenvolvimento e inventores privados. O projeto existe desde 2006 e as mais recentes plataformas de tecnologia biônica desenvolvidas pela rede são apresentadas na feira anual de Hannover Messe. Para ter noção da capacidade dessa equipe, os primeiros animais robóticos que estão registrados como destaque no site oficial da Festo é nada mais nada menos que um grupo de pinguins voadores.

"A tecnologia de automação realiza tarefas diárias em fábricas, como segurar, mover e posicionar mercadorias, além de controlar processos. A natureza realiza todas essas tarefas instintivamente, com facilidade e eficiência. O que poderia ser mais lógico do que examinar esses fenômenos naturais e aprender com eles?" - Festo.

"A tecnologia de automação realiza tarefas diárias em fábricas, como segurar, mover e posicionar mercadorias, além de controlar processos. A natureza realiza todas essas tarefas instintivamente, com facilidade e eficiência. O que poderia ser mais lógico do que examinar esses fenômenos naturais e aprender com eles?" - Festo.

De acordo com o site oficial da Festo, os objetivos por trás do Bionic Learning Netork são acompanhar as tendências atuais em pesquisa e desenvolvimento e testar novas tecnologias e métodos de fabricação, incentivando a inovação, criatividade. Outro ponto principal, claro, é estabelecer redes e motivar pessoas de diferentes setores a desenvolver suas idéias com a Festo. Abaixo, você pode conferir alguns dos principais participantes da rede de pesquisa:

- Festo: Equipe principal da Bionic Projects, Pesquisa e Desenvolvimento, Gerenciamento de produtos, Testes, Desenvolvimento de produtos, Design de produtos, Construção de stands, Design corporativo.
- Universidades e institutos: TU Berlim, Universidade de Tecnologia de Delft, TU Ilmenau, Universidade Friedrich-Schiller Jena, Universidade Christian-Albrechts em Kiel, Universidade de Artes e Design Industrial Linz, Universidade de Oslo e Akershus, Departamento de Design de Produto, Universidade de Ciências Aplicadas Ravensburg-Weingarten, Universidade de Stuttgart, Universidade CIN Tübingen, Universidade de Ulm, Fraunhofer IPA ...
- Empresas externas: aeroix GmbH, Ebert Zobel Design Industrial GbR, Effekt-Technik GmbH, Evologics GmbH, JNTec GbR, Nnaisense SA, Sachs Engineering…

2020 - BionicSwift

Começando pela construção mais recente, a qual inclusive noticiamos no início desta semana, temos o BionicSwift - um charmoso pássaro mecânico que pesa apenas 42 gramas. As cinco andorinhas artificiais podem se mover de maneira coordenada ou autônoma em um espaço aéreo definido, interagindo através de um GPS interno baseado em rádio (banda ultra larga, UWB). As asas são modeladas com base na plumagem dos pássaros. 

O corpo do pássaro possui construção compacta para o mecanismo de bater as asas, a tecnologia de comunicação, os componentes de controle para bater as asas e o elevador (a cauda). Um motor sem escova, dois servomotores, a bateria, caixa de engrenagens e várias placas de circuito para rádio, controle e localização estão instalados em um espaço muito pequeno.

"Ao projetar os pássaros robóticos, o foco estava no uso de estruturas leves, assim como seu modelo biológico. Como o mesmo se aplica à engenharia e à natureza: quanto menos peso houver para mover, menor será o uso de materiais e o consumo de energia."

"Ao projetar os pássaros robóticos, o foco estava no uso de estruturas leves, assim como seu modelo biológico. Como o mesmo se aplica à engenharia e à natureza: quanto menos peso houver para mover, menor será o uso de materiais e o consumo de energia."

2019 - BionicFinWave

No ano passado, a Festo colocou seus esforços em um bichinho aquático até discreto. A inspiração surgiu do movimento de ondulação contínuo que vários seres marinhos fazem para se movimentar. O robô subaquático autônomo é capaz de se comunicar sem fio e transmitir dados como os valores do sensor de temperatura e pressão.

Outro detalhe é que praticamente todas as peças utilizadas no BionicFinWave foram feitas a partir de impressão 3D.

"Seria concebível desenvolver conceitos como o BionicFinWave para tarefas como inspeções, sequências de medição ou coleta de dados - por exemplo, para a tecnologia de água e esgoto ou outras áreas da indústria de processos. Além disso, o conhecimento adquirido durante o projeto pode ser usado para os métodos de fabricação de componentes de robótica eletrônica."

"Seria concebível desenvolver conceitos como o BionicFinWave para tarefas como inspeções, sequências de medição ou coleta de dados - por exemplo, para a tecnologia de água e esgoto ou outras áreas da indústria de processos. Além disso, o conhecimento adquirido durante o projeto pode ser usado para os métodos de fabricação de componentes de robótica eletrônica."

2018 - BionicWheelBot

Para quem não gostam de aracnídeos, pode até não achar essa aranha robótica tão ruim assim. A BionicWheelBot é inspirada nas aranhas da espécie Cebrennus rechenbergi, conhecidas como flic-flac e que vivem no deserto de Erg Chebbi, na orla do Saara. O apelido vem justamente do seu estilo de movimentação: ela anda praticamente girando para se defender de predadores - destaque para vespas caçadoras nesse caso.

O robô foi desenvolvido juntamente com o descobridor da espécie, o professor Ingo Rechenberg, processador biônico da TU Berlim. Ele inclusive levou o modelo para o deserto, a fim de testar o BionicWheelBot em seu 'ambiente natural'.

"Em solo plano, [a aranha] é duas vezes mais rápida no chamado modo de rolamento do que quando está andando. No entanto, onde é irregular, é mais rápido andar normalmente. [...] No modo de rolagem, a aranha artificial - como seu modelo natural - é muito mais rápida do que quando caminha. Ao mesmo tempo, o robô pode até superar inclinações de até cinco por cento em subidas."

"Em solo plano, [a aranha] é duas vezes mais rápida no chamado modo de rolamento do que quando está andando. No entanto, onde é irregular, é mais rápido andar normalmente. [...] No modo de rolagem, a aranha artificial - como seu modelo natural - é muito mais rápida do que quando caminha. Ao mesmo tempo, o robô pode até superar inclinações de até cinco por cento em subidas."

2018 - BionicFlyingFox

Outro destaque de 2018 foi um projeto inspirado  na raposa voadora da ordem Chiroptera - os únicos mamíferos que podem voar ativamente, nativa da Austrália, Papua Nova Guiné e Indonésia. Ela está entre os maiores morcegos do mundo, mas é consideravelmente menor que a maior espécie do gênero, Pteropus. 

A raposa voadora artificial pesa apenas 580g e a cinemática das suas asas segue a anatomia do animal:  dividida em primárias e secundárias e coberta com uma membrana elástica, que continua das asas aos pés. A estrutura "favo de mel" do tecido evitam que pequenas rachaduras aumentem, permitindo que a BionicFlyingFox continue voando mesmo que sofra pequenos danos.

Para que a BionicFlyingFox voe de maneira semi-autônoma (em um espaço definido e preparado), ela apresenta um sistema de rastreamento de movimento que registra sua posição constantemente. Ele planeja as rotas de vôo e entrega os comandos necessários para isso. O início do voo /  decolagem e o pouso são feitos manualmente, até que o piloto automático assuma os movimentos.

No entanto, o robô conta com a ajuda crucial do Machine Learning.  As imagens das câmeras de monitoramento vão para um computador mestre central, que avalia os dados e coordena o voo. Os caminhos pré-programados são armazenados no computador, enquanto os componentes eletrônicos da raposa e seus padrões de comportamento complexos calculam os movimentos ideais para percorrer os cursos.

Os algoritmos são aprendidos automaticamente e aprimorados regularmente.

2015 / 2017 -  eMotionButterflies

Dando um salto de alguns anos no passado, a Festo Bionic passou alguns anos pensando no mundo dos insetos. Por isso, entre 2015 e 2017, temos como destaques as eMotionButterflies - beirando o realismo - e as BionicANTs.

Começando pelos robôs voadores, as eMotionButterflies marcam a primeira vez que a Festo combinou uma construção ultraleve de insetos artificiais com o voo em coletivo sem colisões, através de um sistema de orientação e monitoramento. O uso reduzido de materiais também ajudaram no comportamento de voo mais natural.

"Para replicar seu modelo natural o mais próximo possível, as borboletas artificiais apresentam componentes eletrônicos a bordo altamente integrados. Eles são capazes de ativar as asas individualmente com precisão e, assim, implementar os movimentos rápidos. À medida que as asas se sobrepõem, é criado um espaço entre elas quando batem, o que confere às borboletas sua aerodinâmica especial."

"Para replicar seu modelo natural o mais próximo possível, as borboletas artificiais apresentam componentes eletrônicos a bordo altamente integrados. Eles são capazes de ativar as asas individualmente com precisão e, assim, implementar os movimentos rápidos. À medida que as asas se sobrepõem, é criado um espaço entre elas quando batem, o que confere às borboletas sua aerodinâmica especial."

2015 / 2017 -  BionicANTs

No entanto, as trabalhadoras do solo foram apresentadas poucos meses antes. As BionicANTs chegaram em 2017 como uma pequena amostra do que seria a indústria do futuro:  componentes inteligentes que se ajustam a diferentes cenários de produção e assumem tarefas que pedem um nível de controle mais alto.

Abaixo, você pode conferir o processo de desenvolvimento completo e comentado das  BionicANTs:

2014 - BionicKangaroo

Por fim, vamos falar dos saltadores mais famosos da  Austrália continental e (talvez) do mundo. Canguru é o nome genérico dos mamíferos marsupiais que pertecem a cinco espécies do gênero Macropus - e a Festo se inspirou justamente na característica mais marcante desses animais para construir seu próprio robô.

"Como seu modelo natural, ele pode recuperar a energia exercida ao pular, armazená-la e recuperá-la eficientemente no próximo salto."

"Como seu modelo natural, ele pode recuperar a energia exercida ao pular, armazená-la e recuperá-la eficientemente no próximo salto."

Com a combinação da tecnologia de acionamento pneumático e elétrico, cinemática e tecnologia de controle precisa, o canguru artificial consegue se mover de forma estável e precisa tanto ao saltar quanto ao aterrissar. Além disso,  a Festo colocou uma atenção extra no fornecimento de energia móvel do modelo, com conceitos diferentes: um com um compressor integrado e outro com um dispositivo móvel de armazenamento de alta pressão.

O sistema do BionicKangaroo é controlado por gestos.

Conclusão

Nesse artigo, fizemos uma linha do tempo reversa que mostra uma parte dos incríveis animais robô que a Festo Bionic tem desenvolvido junto da sua equipe parceira global. No início de tudo, entre os três primeiros anos do projeto (2006 - 2009), o foco era totalmente aquático, com pinguins nadadores e voadores, airacudas, águas-vivas e outros seres surgindo a partir da natureza e da tecnologia. Porém, não quero dar "spoilers" de tudo - então, aqui terminamos com uma galeria dos destaques iniciais do Bionic Learning Network e você pode conferir os detalhes no site oficial da Festo.

AirPenguins e AquaPenguins

AirJelly

Aqua_ray

Airacuda

Créditos

Todas as imagens, informações e a parte majoritária dos vídeos utilizados nesse artigo foram retirados das fontes oficiais da Festo em festo.com e do canal oficial da empresa no Youtube. Os links para os textos originais estão espalhados pela narrativa dessa publicação (nos nomes oficiais dos robôs).

Não esqueça de deixar nos comentários quais dos robôs deixaram você com vontade de ter um bichinho biônico!